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土力学与基础工程
1.9.2 5.2 静止土压力

5.2 静止土压力

静止土压力可根据半无限弹性体的应力状态进行计算。在土体表面下任意深度z处取一微小单元体,如图5-4所示。在单元体的顶面作用着竖向的土自重应力γz,则该处水平方向作用的应力即为静止土压力强度:

σ0=K0γz(5-1)

式中 σ0——静止土压力强度,k Pa;

K0——土的静止侧压力系数;

γ——墙后填土的重度,k N/m3

土的静止侧压力系数K0值可在室内用K0三轴仪或应力路径三轴仪测得,也可采用原位测试自钻式旁压仪得到。

在缺乏资料时,可用下述经验公式估算:

K0=1-sinφ′

式中,φ′为土的有效内摩擦角。

对于砂土和黏性土,K0一般在0.34~0.45和0.5~0.7之间。

由式(5-1)可知,在均质土中,静止土压力沿墙高呈三角形分布。如果取单位墙长,则作用在墙上的静止土压力E0即为此三角形的面积,即

图5-4 静止土压力的分布

E0=1 2 γH2K0(5-2)

式中,H为墙的高度,m。

E0方向垂直于墙背,作用点位于距墙底H/3处。

[例5-1] 一岩基挡土墙,墙高H=6.0m,墙后填土为中砂,重度γ=18.5k N/m3,内摩擦角φ=30°。计算作用在挡土墙上的静止土压力。

解 因挡土墙位于岩基上,按静止土压力式(5-2)计算

E0=1 2 γH2K0=12 ×18.5×62×(1-sin30°)=166.5k N/m

E0作用点位于距墙底=2.0m处。